JPS58192984A - Motor compressor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable to compress gas without utilizing suction and discharging valves by a method wherein a cylinder is driven reciprocally by an operating piece, engaged with a part of a guide groove provided on the peripheral surface of a piston and a recess provided on the cylinder, in accordance with the rotation of the piston. CONSTITUTION:The cylinder 9 is formed so that the end face of a cylinder chamber 8 is forming a slanted surface 8a slanted by the substantially same angle as the slanted surface 7a of the piston 7, and is bored with a discharging port 13 and a suction port 14. The semi-spherical recess 15 is provided on a part of the inner peripheral surface of the cylinder 9 while a ball 16, operating as the operating piece, is engaged with the recess 15 and a part of the guide groove 11 provided on the peripheral surface of the piston 7. According to this method, the ball 16 rolls along the guide groove 11 and is displaced in up-and-down direction to drive receprocally the cylinder 9 into up-and-down direction through the recess 15 when the piston 7 is rotated, therefore, compression and discharging of the gas may be effected without utilizing the suction and the discharging valves.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、吸込弁および吐出弁を不要化した、レシグロ
式もしくはロータリ式等のいずれにも属さない全く新規
な電動圧縮機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a completely new electric compressor that does not require a suction valve or a discharge valve and does not belong to either a reciprocating type or a rotary type.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

たとえばレシグロ式の電動圧縮機においては、シリンダ
室に吸込弁と吐出弁とが設けられていて、ピストンの往
復動によりて開閉する。そして被圧縮ガスのシリンダ室
への吸込と吐出を制御するようになっている。For example, in a reciprocating electric compressor, a cylinder chamber is provided with a suction valve and a discharge valve, which are opened and closed by the reciprocating movement of a piston. The suction and discharge of the compressed gas into the cylinder chamber is controlled.

ところで上記各弁れ、いずれも弁板からなる次め、ピス
トンの動作に正しく追従することは不可能であシ、わず
かのタイミング遅れがでる。However, since each of the above-mentioned valves is composed of a valve plate, it is impossible to accurately follow the movement of the piston, and a slight timing delay occurs.

この遅れは、被圧ｍｆスの過圧縮、過膨張となって現れ
、体積効率が低下する。ｔた各弁は、長期の便用に亘る
と金属疲労奮起して破損する虞れがあり、故障の最大発
生要因となりている。This delay appears as overcompression and overexpansion of the pressurized mf gas, resulting in a decrease in volumetric efficiency. Each valve that has been used for a long period of time is at risk of being damaged due to metal fatigue, which is the biggest cause of failure.

なお、ロータリ式の電動圧縮機の一種であるスクロール
式のものやスクリュ一式のものなどの圧縮機では弁が不
要であるが、内部構造Ｉ／ｉ複雑で製造性に難点がある
。Incidentally, although a scroll type compressor or a screw type compressor, which is a type of rotary electric compressor, does not require a valve, the internal structure I/I is complicated and there are difficulties in manufacturability.

しかるに、たとえば実開昭４７−３３０７号公報、実開
昭４７−１９８０６号公報、および特開昭４９−９７３
１３号公報などには、レシグロ式のものにおいて、吸込
弁を不要化した構造が示されている。実公昭５３−３４
５２号公報では、吸込弁および吐出弁を不要化した構造
が示されている。また実公昭５０−４１５２４号公報で
はロータリ式のものにおける吐出弁を不要とした構造が
示されている。However, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 47-3307, Japanese Utility Model Application Publication No. 47-19806, and Japanese Unexamined Utility Model Application Publication No. 49-973
Publication No. 13 and the like discloses a structure in which a suction valve is not required in a reciprocating type. Jikko 53-34
No. 52 discloses a structure that eliminates the need for a suction valve and a discharge valve. Further, Japanese Utility Model Publication No. 50-41524 discloses a structure that eliminates the need for a discharge valve in a rotary type.

これら公報によれば、少くとも一方の弁が不要となるが
、レシグロ式もしくはロータリ式のいずれかの基本構造
は変っていない。したがって改造による圧縮条件に影響
がでる。特に吐出弁に代るための溝や孔はト、！クリア
ランスと同様作用となシ圧縮効率が低下する。According to these publications, at least one valve is no longer required, but the basic structure of either the reciprocating type or the rotary type remains unchanged. Therefore, the compression conditions are affected by modification. Especially the grooves and holes to replace the discharge valve! It has the same effect as clearance, and compression efficiency decreases.

なお従来の圧縮機構造と全く異るものとして、たとえば
特開昭５３−１４３０１６号公報にみられるように、ケ
ーシング内に回転円板と、スゲリングで押圧される非回
転円板とを収容し、これらの間に被圧縮ガスを吸引し圧
縮する構造がある。この場合新規な圧縮方式であるが、
各円板の合せ面を歯形にして、完全に密着できなければ
ならず、加工が非常に面倒であるとともに接触部分が多
いので仕事量を大きくする必要があり、互いに摩耗し易
い。また各円板間に被圧縮ガスを導くための吸込孔およ
び吐出孔はそれぞれの円板を貫通して各合せ面の四部に
連通させたものを複数ずつ設けてなるが、各孔に導通す
る被圧縮ガス量に差が生じ、効果的な圧縮ができるとは
認め難い。さらに圧縮量を増やすためには非回転円板の
ストロークを長くしなければならないが、これは歯形の
深さを大きくすることによりはじめて可能であシ、加工
性がさらに悪くなる。In addition, as a completely different compressor structure from the conventional compressor structure, for example, as seen in JP-A-53-143016, a rotating disk and a non-rotating disk pressed by a sliding ring are housed in the casing. There is a structure between these that sucks and compresses the gas to be compressed. In this case, it is a new compression method, but
The mating surfaces of each disc must be tooth-shaped to ensure complete contact, which is extremely troublesome to process, and requires a large amount of work since there are many contact parts, and they are prone to mutual wear. In addition, a plurality of suction holes and discharge holes for guiding compressed gas between each disk are provided through each disk and communicated with the four parts of each mating surface, but each hole is electrically connected. There is a difference in the amount of gas to be compressed, and it is difficult to recognize that effective compression can be achieved. In order to further increase the amount of compression, it is necessary to lengthen the stroke of the non-rotating disk, but this is only possible by increasing the depth of the tooth profile, which further deteriorates workability.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、吸込、吐出用の弁を不要化し、ごく簡単な構
成と円滑な動作で圧縮効率の向上化全図れる電動圧縮機
を提供しようとするものである。The present invention aims to provide an electric compressor that eliminates the need for suction and discharge valves and that can fully improve compression efficiency with a simple configuration and smooth operation.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ピストンとシリンダ室との端面を互いに斜面
となすとともにピストンの周面に設けたガイド溝の一部
とシリンダに設けた凹部とに亘って作動子を係合させ、
ピストンの回転にともなって作動子はシリンダを往復駆
動し、よってシリンダ室とピストンとの端面が互いに接
離してシリンダ室に吸込んだ被圧縮ガスを圧縮して吐出
するようにし念ものである。In the present invention, the end surfaces of the piston and the cylinder chamber are sloped relative to each other, and the actuator is engaged with a part of the guide groove provided on the circumferential surface of the piston and a recess provided in the cylinder,
As the piston rotates, the actuator drives the cylinder back and forth, so that the end surfaces of the cylinder chamber and the piston move toward and away from each other, compressing and discharging the compressed gas sucked into the cylinder chamber.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。第
１図中、１はケーシングであシ、この内部に電動機部２
が収容され、上部に圧縮機部３が設けられる。上記電動
機部２はケーシング１の内壁に固着されたフレーム１ｍ
の軸受部に枢支されるシャフト４と、このシャフト４に
嵌着されるロータ５およびこのロータ５の外周面に狭小
の間隙を存して配設されるステータ６とから構成される
。上記圧縮機部３は、上記シャフト４の上端部に一体的
に設けられるピストン７と、このピストン７を収容する
シリンダ室８を有するシリンダ９と、このシリンダ９の
外周面を囲繞し上記フレーム１ａの上端面に一体的に設
けられたカバー１０とからなる。上記ピストン１につい
てなお説明すると、第１図ないし第３図に示すようにこ
の端面は所定角度傾斜する斜面１ａとなっているととも
に外周面に上記斜面１１と平行に断面半円状のガイド溝
１１が刻設される。また上記斜面１ａの傾斜が最も低位
である部分には吐出用凹部１２が設けられている。上記
シリンダ９は第１図および第２図に示すように、シリン
ダ室８の端面が上記ピストン７の斜面７＆と略同−角度
傾斜する斜面８ａとなっているとともに図における最上
点Ｐから時計廻シ方向に９０’存した位置に吐出孔１３
が穿設され、かつ１８０°存した位置に吸込孔Ｈが穿設
され、それぞれ図示しない配管が接続される。An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. In Figure 1, 1 is a casing, inside which is a motor section 2.
is accommodated, and a compressor section 3 is provided at the top. The electric motor section 2 has a frame of 1 m fixed to the inner wall of the casing 1.
A rotor 5 is fitted onto the shaft 4, and a stator 6 is disposed on the outer peripheral surface of the rotor 5 with a narrow gap therebetween. The compressor section 3 includes a piston 7 integrally provided at the upper end of the shaft 4, a cylinder 9 having a cylinder chamber 8 for accommodating the piston 7, and a frame 1a surrounding the outer peripheral surface of the cylinder 9. The cover 10 is integrally provided on the upper end surface of the cover 10. To further explain the piston 1, as shown in FIGS. 1 to 3, this end face has a slope 1a inclined at a predetermined angle, and a guide groove 11 having a semicircular cross section parallel to the slope 11 is formed on the outer peripheral surface. is engraved. Further, a discharge recess 12 is provided at the lowest slope portion of the slope 1a. As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder 9 has an end face of the cylinder chamber 8 formed into a slope 8a inclined at approximately the same angle as the slope 7& of the piston 7, and clockwise from the highest point P in the figures. The discharge hole 13 is located at a position 90' in the direction of
is drilled, and a suction hole H is drilled at a position extending 180°, and piping (not shown) is connected to each of them.

またシリンダ９の内周面の一部には半円球状の凹部１５
が設けられていて、との凹部１５と上記ガイド溝１１の
一部とに亘って作動子であるところのｌ−ル１６が係合
している。このことから、ピストン７が回転すればｌ−
ル１６はガイド溝１１に沿りて転動するとともに上下方
向に変位する。ボール１６の変位にともない凹部１５を
介してシリンダ？が上下方向に往復駆動できるようにな
っている。さらに各斜面７ｍ。In addition, a semicircular recess 15 is formed on a part of the inner peripheral surface of the cylinder 9.
is provided, and an L-rule 16, which is an actuator, is engaged between the recess 15 and a part of the guide groove 11. From this, if the piston 7 rotates, l-
The lever 16 rolls along the guide groove 11 and is displaced in the vertical direction. As the ball 16 is displaced, the cylinder ? can be driven reciprocally in the vertical direction. Furthermore, each slope is 7m.

８１が同一傾斜角度であることから、シリンダ９の上下
往復動にともなって互いに接離するようになっている。Since the angles 81 of inclination are the same, they move toward and away from each other as the cylinder 9 reciprocates up and down.

なお、上記吐出孔１３と吸込孔１４の高さ位置は、ピス
トン７の傾斜にともない斜面７ａによって開閉される位
置が選ばれる。The height positions of the discharge hole 13 and the suction hole 14 are selected so that they can be opened and closed by the slope 7a as the piston 7 inclines.

つぎに上記実施例の作用について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

第４図（４）に示すように、ピストン７の斜面１ａに対
してシリンダ室８の斜面８ａが正反対方向に傾斜した位
置でシリンダ室８の内容積が最大となり、吸込孔１４か
ら被圧縮ガスがシリンダ室８に吸込まれ充満した状態で
ある。このとき吸込孔１４は既に斜面１ａよシ下方にあ
シ、ピストン７の局面で閉塞される。またシリンダ９は
最も高位にある。同図（Ｂ）に示すようにピストン７が
時計廻夛方向に９０＠回動した状態では、ボール１６は
ガイド溝１１に沿って強制的に下方へ変位させられ、よ
ってシリンダ９が降下する。吸込孔１４および吐出孔１
３はピストン７０周壁にて閉塞されたままであるから、
シリンダ室８内の被圧縮ガスは圧縮される。同図（Ｃ）
に示すようにさらに９０°回動すると、シリンダ９は最
も降下した状態となり、ピストン７の斜面１ａがシリン
ダ室８の斜面ａｍと同じ向きとなってシリンダ室８の内
容積が略零となる。したｌ かって被圧縮メスは充分圧縮される。またこのトキピス
トン７の吐出用凹部１２は吐出孔１３に相対向し、被圧
縮ガスは吐出孔１３から吐出される。ピストン７がさら
に回転すると、今度Ｆｉメール１θが押上げられ、よっ
てシリンダ９が上昇してシリンダ室８の内容積が増大し
、残音する被圧縮ガスは膨張する。同図（Ｃ）の位置か
らピストン７が９０°回動した同図（Ｄ）の位置が、上
記吸込孔１４が開放され、新たな被圧縮ガスがシリンダ
室８に吸込まれる。そして再び上述のサイクルを連続し
て繰返えす。As shown in FIG. 4 (4), the internal volume of the cylinder chamber 8 is maximized at a position where the slope 8a of the cylinder chamber 8 is inclined in the opposite direction to the slope 1a of the piston 7, and the compressed gas flows from the suction hole 14. is sucked into the cylinder chamber 8 and filled with it. At this time, the suction hole 14 is already located below the slope 1a and is blocked by the surface of the piston 7. Further, cylinder 9 is at the highest position. When the piston 7 is rotated 90° clockwise as shown in FIG. 2B, the ball 16 is forcibly displaced downward along the guide groove 11, and the cylinder 9 is thereby lowered. Suction hole 14 and discharge hole 1
3 remains closed by the circumferential wall of the piston 70, so
The compressed gas in the cylinder chamber 8 is compressed. Same figure (C)
When the cylinder 9 is further rotated by 90 degrees as shown in , the cylinder 9 is in the lowest position, the slope 1a of the piston 7 is in the same direction as the slope am of the cylinder chamber 8, and the internal volume of the cylinder chamber 8 becomes approximately zero. Once the female to be compressed is sufficiently compressed. Further, the discharge recess 12 of the toki piston 7 faces the discharge hole 13, and the compressed gas is discharged from the discharge hole 13. When the piston 7 further rotates, the fimail 1θ is pushed up, and the cylinder 9 is therefore raised, the internal volume of the cylinder chamber 8 is increased, and the residual compressed gas is expanded. When the piston 7 is rotated 90 degrees from the position shown in FIG. 2C to the position shown in FIG. Then, the above-described cycle is continuously repeated again.

このように上記実施例においては作動子１６ｔ−メール
としたので、ピストン１からシリンダ９への力の伝達が
円滑である。なおメールを他のものに変えても良い。In this way, in the above embodiment, the actuator 16t-mail is used, so that force can be smoothly transmitted from the piston 1 to the cylinder 9. You may also change the email to something else.

なお上記実施例においてはピストン７に吐出用凹部１２
ｔ−設は九が、これに限定される屯のではなく、たとえ
ば第５図に示すようにピストン７の斜面１　ａ’ｔシリ
ンダ室８の斜面８龜よりわずかに急角度にして形成する
。このことにより圧縮した被圧縮ガスを吐出孔１３から
円滑に吐出でき、また吸込にも支障ない。In the above embodiment, the piston 7 has a discharge recess 12.
The t-shape is not limited to 9, but for example, as shown in FIG. 5, the slope 1 of the piston 7 is formed at a slightly steeper angle than the slope 8 of the cylinder chamber 8. This allows the compressed gas to be smoothly discharged from the discharge hole 13, and there is no problem with suction.

に対する圧縮効率を高めるとともに吸込、吐出用の弁を
不要化し、最少の部品と簡単な構成ですみ、組立、保守
が容易で廉価な電動圧縮機を提供できる。It is possible to provide an inexpensive electric compressor that increases compression efficiency, eliminates the need for suction and discharge valves, requires minimal parts and a simple configuration, and is easy to assemble and maintain.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す電動圧縮機の縦断面図
、第２図は圧縮機構部の横断平面図、第３図はピストン
の斜視図、第４図（Ａ）危いしくＤ）は圧縮順序を概略
的に示す説明図、第５図は本発明の他の実施例管示す圧
縮機構部の縦断面図である。 ８暴・・・斜面、１５・・・凹部、８・・・シリンダ室
、１４・・・吸込孔、１３・・・吐出孔、９・・・シリ
ンダ、７ａ・・・斜面、７・・・ピストン、１１・・・
ガイド溝、１６へ・・・作動−Ｒが−ル）。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a longitudinal sectional view of an electric compressor showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a transverse plan view of the compression mechanism, Fig. 3 is a perspective view of the piston, and Fig. 4 is a longitudinal sectional view of an electric compressor showing an embodiment of the present invention. Figures (A) and (D) are explanatory diagrams schematically showing the compression sequence, and Figure 5 is a longitudinal sectional view of a compression mechanism section showing another embodiment of the present invention. 8... Slope, 15... Recess, 8... Cylinder chamber, 14... Suction hole, 13... Discharge hole, 9... Cylinder, 7a... Slope, 7... Piston, 11...
Guide groove, to 16...operation -R is -R).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 端面が斜面となすシリンダ室を形成し周面一部に凹部を
設けるとともに上記シリンダ室に連通ずる吸込孔と吐出
孔を設けたシリンダと、上記シリンダ室に収容され端面
をシリンダ室の端面と略同じ傾斜の斜面となし回転駆動
されるピストンと、このピストンの周面に上記斜面と並
行に設けられるガイド溝と、このガイド溝一部と上記凹
部とに亘って係合されピストンの回転にともなってシリ
ンダを往復駆動しシリンダ室に被圧縮ガスを吸込んで圧
縮し吐出する作用を行わせる作動子と全具備したことを
特徴とする電動圧縮機。A cylinder is provided with a cylinder chamber whose end surface is a slope, a recess is provided in a part of the circumferential surface, and a suction hole and a discharge hole that communicate with the cylinder chamber; A piston having slopes of the same inclination and driven to rotate, a guide groove provided on the circumferential surface of the piston in parallel with the slope, and a part of the guide groove and the recess are engaged with each other as the piston rotates. An electric compressor, characterized in that it is fully equipped with an actuator that drives a cylinder back and forth to suck compressed gas into a cylinder chamber, compress it, and discharge it.